Feature descriptors of point clouds are used in several applications, such as registration and part segmentation of 3D point clouds. Learning discriminative representations of local geometric features is unquestionably the most important task for accurate point cloud analyses. However, it is challenging to develop rotation or scale-invariant descriptors. Most previous studies have either ignored rotations or empirically studied optimal scale parameters, which hinders the applicability of the methods for real-world datasets. In this paper, we present a new local feature description method that is robust to rotation, density, and scale variations. Moreover, to improve representations of the local descriptors, we propose a global aggregation method. First, we place kernels aligned around each point in the normal direction. To avoid the sign problem of the normal vector, we use a symmetric kernel point distribution in the tangential plane. From each kernel point, we first projected the points from the spatial space to the feature space, which is robust to multiple scales and rotation, based on angles and distances. Subsequently, we perform graph convolutions by considering local kernel point structures and long-range global context, obtained by a global aggregation method. We experimented with our proposed descriptors on benchmark datasets (i.e., ModelNet40 and ShapeNetPart) to evaluate the performance of registration, classification, and part segmentation on 3D point clouds. Our method showed superior performances when compared to the state-of-the-art methods by reducing 70$\%$ of the rotation and translation errors in the registration task. Our method also showed comparable performance in the classification and part-segmentation tasks with simple and low-dimensional architectures.
翻译:点云的特征描述符被用于若干应用, 如 3D 点云的注册和部分分割 。 学习当地几何特征的有区别的表达方式无疑是准确点云分析的最重要任务 。 然而, 开发旋转或比例变化的描述符具有挑战性 。 大多数先前的研究要么忽略了旋转或根据经验研究的最佳比例参数, 从而阻碍了真实世界数据集方法的适用性 。 在本文件中, 我们展示了一种新的本地特征描述方法, 这种方法对旋转、 密度和比例变异具有很强性能 。 此外, 为了改进本地描述说明, 我们提出了全球汇总方法 。 首先, 我们将每个点的内核对齐放在正常方向的每个点周围。 为避免正常矢量的符号问题, 我们使用了对正向平面的符号点分布。 从每个内核点点点, 我们首先预测从空间到地空空间的点点, 根据角度和距离, 对多个比例和旋转空间空间的高度和旋转。 随后, 我们通过考虑本地的内空点的内空点,, 将本地的内空点的内核值结构结构结构, 和长期的内值转换,, 展示了我们模型 的运行的运行的运行的运行的运行,, 的运行,, 演示的运行的运行的运行,,,, 演示到全球的运行的运行的运行的运行,, 演示的性,,,,,,, 演示的运行 演示到全球范围的运行,,,,,,,,,,,,,,,,, 和 的, 演示到我们的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和